《2023年学习指要九年级物理全一册人教版》

例 1 (2021 年重庆) 小兵同学通过实验测量灯泡 $ L_1 $、$ L_2 $ 的额定功率,$ L_1 $、$ L_2 $ 分别标有“$ 2.5 \, V $”和“$ 3.8 \, V $”字样,电源电压恒为 $ 6 \, V $,电压表只有 $ 0 \sim 3 \, V $ 量程可以用。
(1) 如图甲所示,是小兵设计的测 $ L_1 $ 额定功率的实验电路图,请在图乙中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接(要求滑片向 $ A $ 移灯泡变亮)。
(2) 连好电路后,按实验规范操作,先把滑动变阻器的滑片 $ P $ 移到______(选填“$ A $”或“$ B $”)端,然后闭合开关 $ S $,小兵发现 $ L_1 $ 不发光,电流表有示数,电压表无示数,则电路的故障可能是 $ L_1 $______(选填“断路”或“短路”)。
(3) 排除故障后,按实验规范操作,刚闭合开关 $ S $ 时,电压表示数为 $ 1 \, V $,电流表示数如图丙所示,读数为______$ A $,滑动变阻器的最大值为______$ \Omega $；调节滑片 $ P $ 得到表中的数据,则 $ L_1 $ 的额定功率为______$ W $。
| 数据序号 | 1 | 2 | 3 |
| 电压/$ V $ | $ 1.0 $ | $ 2.5 $ | $ 2.8 $ |
| 电流/$ A $ | | $ 0.30 $ | $ 0.32 $ |
(4) 小兵在原电路中用 $ L_2 $ 替换 $ L_1 $ 测量 $ L_2 $ 的额定功率,按实验规范操作,刚闭合开关 $ S $ 时,电压表示数为 $ 1.5 \, V $,接着小兵发现该电路无法完成测量,于是设计了一个新方案：把电压表改接到滑动变阻器两端,只需调节滑片 $ P $ 使电压表示数为______$ V $,$ L_2 $ 就会正常发光。
(5) 小兵根据新方案连好电路,按实验规范操作,刚闭合开关 $ S $ 时,发现电压表示数超过了量程,立即断开开关思考解决办法,请你对此说出一种合理的解决办法：______。

答案：

例 2 (2020 年重庆) 小明家用电火锅烹饪烤肉,肉烤熟后立即将电火锅调至“低温挡”,一段时间后锅内热油仍向外飞溅,容易烫伤家人。小明断开电源,看到电火锅铭牌的主要参数如表所示；打开底盖,发现其工作电路原理如图甲所示,$ R_1 $、$ R_2 $ 为阻值未知的电热丝。为了对烤熟的食物保温,同时避免锅内热油向外飞溅,小明对电火锅的工作电路进行了改进,可以分别实现“高温挡”“低温挡”或“保温挡”功能,改进后的电路原理如图乙所示。求：
| 额定电压 | $ 220 \, V $ |
| 高温挡 | $ 1100 \, W $ |
| 低温挡 | $ 880 \, W $ |
(1) 电火锅使用“高温挡”正常工作时电路中的电流。
(2) 在图乙中,当 $ S $ 闭合,$ S_1 $ 断开,$ S_2 $ 接 $ b $,电火锅处于“保温挡”,该状态下电火锅正常工作时消耗的电功率。
(3) 用电高峰时电路的实际电压降为 $ 198 \, V $,向锅内装 $ 2 \, kg $ 温度为 $ 25 \, °C $ 的水,用“高温挡”连续工作 $ 100 \, s $,水温升高到 $ 35 \, °C $,这时电火锅的加热效率 $ \eta $ 是多少。[已知水的比热容 $ c_{水} = 4.2 × 10^3 \, J/(kg·°C) $,电热丝的电阻不随温度变化,水吸收的热量跟电火锅消耗的电能的比值叫做加热效率。]

答案：

易错 1 计算电功率变化时,电流与电压没有对应同一时刻
1. 如果加在某定值电阻两端的电压从 $ 6 \, V $ 升高到 $ 10 \, V $,通过该电阻的电流变化了 $ 0.1 \, A $,则该电阻的阻值为______$ \Omega $,该电阻消耗的电功率变化了______$ W $。

答案：

易错 2 当电路中电阻发生变化时,误认为电路总功率不变
2. 将一只“$ 220 \, V \quad 100 \, W $”的灯泡(设灯丝电阻不变)接在照明电路中,正常发光时,通电 $ 30 \, min $ 灯泡消耗的电能为______$ kW·h $；若用输电线把该灯泡由电源处引到学校运动场时,发现灯泡亮度较暗,测得灯泡实际功率只有 $ 81 \, W $,则输电线上消耗的功率为______$ W $。

答案：

易错 3 电热器的多挡调温问题,误认为电路总电阻越大,加热功率越大
3. 具有防雾除露、化霜功能的汽车智能后视镜能保障行车安全,车主可通过旋钮开关实现功能切换。如图是模拟加热原理图,其中测试电源的电压为 $ 10 \, V $,四段电热丝电阻均为 $ 10 \, \Omega $,防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。下列说法正确的是( )。

A.开关旋至“$ 1 $”挡,开启化霜功能
B.开启防雾功能,电路总电阻为 $ 5 \, \Omega $
C.化霜与防雾电路的总功率之差为 $ 15 \, W $
D.从防雾到除露,电路总电流变化 $ 1 \, A $

答案：